A Porsche, a Stellantis, a Ferrari, a BMW és más autógyártók alaposan tesztelik a szén-dioxid-semleges e-üzemanyagot, hogy meghosszabbítsák a sportkocsik és a nagytestű pickupok belső égésű hajtásláncainak élettartamát.
A Porsche a belső égésű üzemanyag helyettesítését keresi, hogy megőrizze ikonikus sportautóinak jellegét. A Porsche 911 Carrera mindössze 3,4 másodperc alatt éri el a 100 kilométer/órás sebességet, a csúcssebessége pedig 293 kilométer/óra. A Ford robusztus F-450 pickupja akár 20 tonnás rakományt is vontathat. A két jármű nem is különbözhetne jobban egymástól, mégis mindkettő megtarthatja belsőégésű motorját, amennyiben a finomítóknak sikerül tökéletesíteniük egy új, eladható és fenntartható, szén-dioxid-semleges üzemanyagot.
Az e-üzemanyag előállításánál a légkörből kivont szén-dioxidot vagy a szennyezés forrásánál, például egy finomítóban felfogott szén-dioxidot, illetve vízből elektrolízissel nyert hidrogént kombinálják. Az e-üzemanyag csábító ereje abban rejlik, hogy a motor, az üzemanyag-befecskendezők, illetve más alkatrészek megváltoztatása nélkül lehetővé teszi, hogy egy belső égésű jármű közel olyan tisztán működjön, mint egy elektromos jármű.
– Az e-üzemanyagot fejlesztjük a motorokhoz, nem pedig a motorokat az e-üzemanyagokhoz, azaz nem fogjuk megváltoztatni a hardvert, hogy alkalmazkodjunk hozzájuk – mondta Micky Bly, a Stellantis globális meghajtási rendszerekért felelős vezetője a SAE International konferencián áprilisban tartott panelbeszélgetésen. A Stellantis 28 benzin- és dízelmotorcsaládban tesztelte és validálja az e-üzemanyagot, közel egy évtizedes múltra visszatekintve.
Míg az autógyártók szerint az e-üzemanyag működik a mai motorokban, a finomítóknak ki kell találniuk, hogyan lehet a benzinhez közeli áron előállítani. A egy független nemzetközi közlekedési szervezet (International Council on Clean Transportation) által nemrégiben készített tanulmány szerint az e-üzemanyag literenként 3 dollárba kerülhetne, ha már most rendelkezésre állna. A Shell, az Exxon, az Aramco és több kisebb finomító is dolgozik az e-üzemanyagok kifejlesztésén.
Teherautók, sportkocsik. Miért?
Az észak-amerikai autógyártók a nagytestű pickupok és szabadidő-autók (SUV) által termelt busás nyereségre támaszkodnak, hogy finanszírozni tudják a többi járművük villamosítását. De az akkumulátoros-elektromos hajtáslánc az ilyen nagy autókban – a hiánypótló járműveken kívül – nem hatékony, mert nem képes ugyanolyan vontatási képességet és hatótávolságot biztosítani egy töltéssel, mint a belső égésű motorokkal hajtott társaik.
Európában az olyan autógyártók, mint a Porsche és a Ferrari az e-üzemanyagot azért tolják előtérbe, hogy megőrizzék az általuk évtizedek alatt tökéletesített sportautók és egzotikus autók jellegét és teljesítményét, amelyek esetében a nehéz akkumulátorok, a rövid hatótávolság és a hosszú feltöltési idő aláásná a vonzerőt.
Az idén érkező MG Cyberster EV roadster például 2170 kilós, mintegy 770 kilóval többet nyom, mint a legkönnyebb Porsche 911-es. A General Motors (GM) két SUV-ja, a Chevrolet Suburban és a GMC Hummer EV jól szemlélteti, hogy a belsőégésű motorok milyen előnyben vannak az elektromos hajtásláncokkal szemben a nagyméretű járműveknél. A Suburban hathengeres turbódízel motorja az amerikai közlekedési hatósági norma (EPA) szerint szerint 10,9 liter üzemanyagot fogyaszt 100 kilométerenként az autópályán. 106 literes üzemanyagtartálya 1170 kilométeres hatótávolságot biztosít két tankolás között, ami gyakran öt percet vagy kevesebbet vesz igénybe. A GMC Hummer EV 505 kilométert képes megtenni egy feltöltéssel. A Hummer feltöltése egy egyenáramú gyorstöltővel közel egy órát vesz igénybe.
Ha pótkocsit csatlakoztatunk, mindkét jármű veszít a hatótávolságából, de az EV esetében a többlet tömeg hatása súlyosabb. Az AAA nemrégiben végzett tesztje egy Ford F-150 Lightning esetén megállapította, hogy amikor az elektromos pickupot 635 kilónyi homokzsákkal megterhelték, ami még fél mázsával a maximális teherbírása alatt volt, a hatótávolsága 447 kilométerről 337 kilométerre csökkent, ami 24,5 százalékos elmaradást jelent.
Belső égésű fejlesztések
Nem álltak le a gyártók a beéső égésű motorok fejlesztésével, a General Motors idén jelentette be a nagyra becsült kis V8-as blokkjának következő generációját, a belső égésű motorral hajtott pickupok és nagy SUV-ok (Chevrolet Suburban, GMC Yukon, Cadillac Escalade) jövőbeni generációit, amelyek fejlesztésére összesen közel 2 milliárd dollárt költenek négy amerikai gyárban. Egy nap ezek a járművek benzin vagy dízel helyett talán már e-üzemanyagot égetnek majd.
– Hiszünk abban, hogy az alacsony szén-dioxid-kibocsátású és nettó nulla szén-dioxid-kibocsátású üzemanyagok fontos szerepet játszhatnak az összes jármű szén-dioxid-kibocsátásának csökkentésében – mondta Phil Lienert, a GM szóvivője. – A GM támogatja ezeknek az üzemanyagoknak a kutatását, fejlesztését és használatát az éghajlatváltozás mérséklése érdekében, az iparág szélesebb körű megoldásainak részeként, miközben az jövőbeli személyautóflotta villamosításán dolgozunk – tette hozzá.
Az e-üzemanyaggal kapcsolatos kihívások
Az e-üzemanyag nem fog a közeljövőben a nyilvános töltőállomások pisztolyaiból áramlani. A finomítóknak még sokat kell dolgozniuk az üzemanyagok tökéletesítésén, hogy elegendő mennyiségben és a benzinhez hasonló költséggel állítsák elő. Vannak más problémák is. Az e-üzemanyag előállításához sok vízre van szükség, ami a világ számos részén szűkös árucikk. Emellett megújuló forrásokból származó villamos energiára is szükség van. Adrian Hallmark, a Bentley vezérigazgatója a brit Autocar magazinnak elmondta, hogy az e-üzemanyagok fejlesztése izgalmas, de ez nem változtatja meg a márka terveit a belsőégésű motorok kiváltására.
– Nincs olyan mértékű iparosításra vonatkozó cselekvési terv, amely ahhoz szükséges lenne, hogy az e-üzemanyagok kiváltsák a fosszilis üzemanyagokat – mondta Hallmark. – A technológia rendelkezésre áll, és a szén-dioxid-csökkentés érdekében a hagyományos üzemanyagokat keverhetnénk az e-üzemanyagokkal, de véleményünk szerint belátható időn belül nem lenne esély arra, hogy elfogadható időn belül elérjük a nettó nullát. A Porsche ezzel szemben 75 millió dollárt fektetett be egy chilei, e-üzemanyagokat előállító vállalatba.
Az egyik legnagyobb akadály azonban már elhárult az e-üzemanyag-fejlesztésben. Az autógyártók szerint az e-üzemanyag a benzin közvetlen helyettesítője, azaz bármelyik autóba tankolható. Az autógyártóknak nem kell módosítaniuk a motorokat, az üzemanyagrendszer alkatrészeit vagy a kibocsátási rendszereket, és ezzel Greg Davis, az USA egyik legnagyobb autómérnöki iskolájának, a michigani Kettering magánegyetemnek a gépészmérnöki professzora is egyetért. Davis tanulmányozta a benzin alternatíváit, beleértve a hidrogént és az e-üzemanyagot. – A csere nagyon kevés változtatást igényelne, talán csak egy kis kalibrációs változtatást – nyilatkozta Davis az Automotive Newsnak. – Nem számítok semmilyen változtatásra a károsanyag-kibocsátó rendszerben vagy a katalizátorban. Ez rendkívül fontos, mivel az EV-kre való átállás elnyeli a hagyományos hajtásláncok termékfejlesztési forrásainak nagy részét.
A SAE International detroiti panelbeszélgetésén felszólalók egyetértettek abban, hogy egy belső égésű, e-üzemanyaggal működő jármű közel olyan tiszta lehet, mint egy akkumulátoros-elektromos jármű. Ez azonban nem jelenti azt, hogy az e-üzemanyagot használó járművek kipufogócsöveiből tiszta, szén-dioxid, nitrogén-oxidok és egyéb üvegházhatású gázok nélküli levegő jön ki. Távolról sem, és ez az a pont, ahol a dolgok bonyolulttá válnak. Az e-üzemanyagot szén-dioxid-semleges üzemanyagnak szánják, ami azt jelenti, hogy az általa termelt szén-dioxidnek meg kell egyeznie az előállításához és szállításához szükséges szén-dioxiddal. Ehhez a hidrogén vízből történő leválasztásához szükséges villamos energiának megújuló forrásból, például szélturbinából, napelemekből vagy vízerőműből kell származnia. A Nature Climate Change című folyóiratban 2021-ben megjelent tanulmány szerint az e-üzemanyag benzines vagy dízelüzemű autóban való használata körülbelül ötször több megújuló villamos energiát igényel, mint egy akkumulátoros-elektromos jármű működtetése – írja a Reuters.
Gáznemű hidrogén
Van egy másik potenciális tiszta üzemanyag, amely belsőégésű motorban működik, és amely szintén kiküszöböli a károsanyag-kibocsátás szinte teljes mértékét: ez a megújuló forrásokból előállított gáznemű hidrogén. Davis, aki tesztelte a gáznemű hidrogént egy motorban, azt mondta, hogy egy belsőégésű motor is képes elégetni azt anélkül, hogy jelentősen módosítani kellene. A hátránya szerinte az, hogy az elektromos járművek akkumulátoraihoz hasonlóan a hidrogén energiasűrűsége jóval kisebb, mint a fosszilis tüzelőanyagoké. Dan Nicholson, a GM globális villamosításért, vezérlésért, szoftverekért és elektronikáért felelős alelnöke a SAE International rendezvényén elmondta, hogy a hidrogén a nagy teherautók esetében nagyon is a jövő alternatívája. De nem a belsőégésű motorok üzemanyaggal való ellátására.
– Úgy gondoljuk, hogy az üzemanyagcella fog győzni a végén – mondta. A GM saját fejlesztésű technológiával rendelkezik mind az üzemanyagcellás, mind az akkumulátoros-elektromos technológia terén. Úgy gondoljuk, hogy az üzemanyagcellák 3,5 tonna feletti kategóriában működnek vontatási alkalmazásokban.
Mivel Észak-Amerikában szigorúan szabályozni fogják a szén-dioxid-kibocsátást, a stellantisos Bly szerint a megfizethető mobilitás elengedhetetlen. – Úgy gondolom, hogy a belsőégésű motornak hosszú távon is meglesz a helye – mondta. – Fel kell készülnünk arra, hogy ez átálljunk, akár etanolra, akár szintetikus vagy e-üzemanyagokra.
